[实用新型]采用过程监测方法的内圆磨床在线监控系统

说明书

一种采用监测方法的内圆磨床在线监控系统。涉及由信号采集，效据处理和控制执行三部分组成，集机械、电气技术于一体，并针对多工件连续加工过程产品质量控制的在线监控系统。

磨床单件磨削加工循环包括：快进-粗磨-快退-修整-快进-精磨-返回。而连续加工过程由多个单件循环组成。由于每次修整后砂轮半径减少，磨削结束返回时，砂轮不能退回出发原位，而需留一补偿，以继续下一个循环。连续加工过程可受多种因素影响，如工件磨削余量，砂轮轴及工件支承系统变形，砂轮修整量及进给补偿量等。此外，一个循环中形成的影响还可以连续至随后几个循环，这些因素都直接影响零件加工质量。

目前，已有的内圆磨床在线监控方法，主要采用接触传感器直接测量工件尺寸，由于其每个单件循环中磨削进给距离不同，常易造成连续加工过程不能持续，而需要人介入。对一些难于接触测量的零件，如锥孔，盲孔或小孔等加工更为困难。已检索到有关专利，如中国专利“磨床用高精度尺寸测量仪”(专利号：88213374)，“平面磨削加工尺寸在线监测仪(专利号： 92225839)和“平面磨削加尺寸在线检测装量”(专利号：91210227)等，均不适用于内圆磨床。

为实现内圆磨床连续加工过程的实时监控，本实用新型设计了一种需采用过程监测方法的内圆磨床在线监控系统。

本实用新型所设计的监控系统由信号采集，数据处理和控制执行三部分组成，信号采集部分测量工件主轴振动，通过数据处理获得反映加工过程的参数——空程，再经过对顺序空程值的跟踪统计计算，由控制部分选择最佳磨床削加工参数对过程进行调整，即控制进给量，从而实现在线的实时监控，以保证产品加工质量。

本实用新型的具体结构和工作过程结合以下实施例的附图进一步详述：

图一是采用过程监测方法的内圆磨床在线监控系统结构示意图。

由图可见，本实用新型包括信号采集、数据处理及控制执行三部分。信号采集部分由非接触电涡流位移传感器(1)、放大器(2)、滤波器(3)、及模数转换器(4)组成。传感器(1)位于床头箱壳体上方与工件主轴(11)垂直。数据处理部分为9051系列单片机系统(5)；控制部分由可编程控器(6)，步进电机控制器(7)及进给执行机构(8)组成。

加工过程中以砂轮(9)粗磨开始作为空程起始点，传感器(1)所测工件主轴(11)的振动信号经放大，滤波及模数转换送至单片机系统(5)数据处理，根据振动信号发生的明显变化，判断砂轮(9)与工件(10)相接触而获得空程时间，并按加工顺序将空程值送至可编程控器(6)。随着连续加工过程的进行，可编程控制器(6)不断对空程值变化的趋势进行统计分析和判断、确定相应的磨削进给距离，对过程进行调节，空程持续减小，增加进给距离。反之，空程连续增加，减小进给距离。由步进电机控制器(7)控制进给执行机构(8)的进给量。从而实现自动的在线监测控制。

本实用新型的传感器(1)采用非接触电涡流移传感器，放大器为OPO7运算放大器，滤波器(3)为MF10CCN，模数转换器(4)为ADC0809，单片机(5)为8031，步进电机控制系统(7)为能与可编程控器(6)接口相连，以形成闭环控制。

本实用新型的磨削加工精度可达±10微米。

以上为本实用新型的最佳实施例。